数一线代 第一章:行列式
一、行列式的概念
行列式是一个数,是不同行不同列元素乘积的代数和。
矩阵代表一个表格。
三阶行列式(利用对角线法记忆):
当行列式的元素中有较多的0时,用对角线法计算行列式的值比较简便。对角线法到四阶行列式失灵。
n阶行列式-完全展开式:
相关概念:逆序,逆序数,排列(偶排列,奇排列)
二、行列式的性质
$|A^T|$称为转置行列式。
性质1:经过转置行列式值不变:$|A|=|A^T|$。
由此可知行列式行的性质和列的性质是对等的。
性质2:两行(或列)互换位置,行列式的值变号。
特别地:两行(或列)相同,行列式的值为0。
性质3:某行(或列)如有公因式$k$,则可把$k$提出来。
特别地,某行(或列)的元素全为0,则行列式的值为0;
若两行(或列)的元素对应成比例,行列式的值为0。
性质4:
性质5:
强化:
三、按行(列)展开公式
在$n$阶行列式
中划去$a_{ij}$所在的第$i$行,第$j$列的元素,由剩下的元素按原来的位置排法构成的一个$n-1$阶行列式,称为$a_{ij}$的余子式,记为$M_{ij}$;称$(-1)^{i+j}M_{ij}$为$a_{ij}$的代数余子式,记为$A_{ij}$,即
展开公式:n阶行列式等于它的任何一行(列)元素与其对应的代数余子式乘积之和:
定理:行列式的任一行(列)元素与另一行(列)元素的代数余子式乘积之和为0:
特殊情况:
①. 主对角
②. 副对角
③. (拉普拉斯展开式)如果$A$和$B$分别是$m$阶和$n$阶矩阵,则
④. 范德蒙行列式:
四、克拉默法则
若n个方程n个未知量构成的非齐次线性方程组:
的系数行列式$|A|\ne 0$,则方程组有唯一解,且
其中
推论:若包含n个方程n个未知量的齐次线性方程组
的系数行列式$|A|\ne 0$的充要条件是方程组有唯一零解。
(逆否命题)反之,若齐次线性方程有非零解,充要条件是其系数行列式$|A|=0$。
技巧知识点
①. 行列式简化常用方法:
- 直接按行(列)展开
- 把第1行(列)的$k_i$倍加到第$i$行(列)
- 把每行(列)都加到第1行(列)
- 逐行(列)相加
②. 爪型行列式:①. 转化为上(下)三角行列式 (线代辅导讲义P11)②. 按第一行展开(李正元P344~P345)
③. 三对角线行列式:按第一列展开(有的题比较灵活,可能按其它列展开)(李正元P342~P343)
数学归纳法:
(1)验证$n=1$时命题$f_n$正确$\Rightarrow$假设$n=k$时命题$f_n$正确$\Rightarrow$证明$n=k+1$时,命题$f_n$正确
(2)验证$n=1$和$n=2$时命题$f_n$都正确$\Rightarrow$假设$n<k$时命题$f_n$正确$\Rightarrow$证明$n=k$时,命题$f_n$正确
④. 两个特殊$n$阶行列式的值: